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氧化锆陶瓷采用高温电炉烧结承烧板的选择

一般均需使用CaO、MgO、Y2O3等作稳定剂制成稳定ZrO2或部分稳定氧化锆这几种类型;

氧化锆陶瓷是以ZrO2为主晶相的陶瓷材料。ZrO2熔点2677℃,具有单斜、四方和立方三种晶形,其相变温度分别为1100℃及2370℃。

氧化锆陶瓷活性度比较高,在高温电炉高温环境中接触到游离(活性)态氧化硅和氧化铁则立即产生反应或被污染;污染颜色主要表现为氧化锆陶瓷表面出现淡黄色杂质;因此在烧结过程中对承烧板的要求也是十分严格,洛阳国炬试验电炉厂对就目前市场上主要几种类型的高温电炉承烧板发表一些建议,供于参考:

序号 品名 使用温度℃

1 莫来石-堇青石承烧板 1260

2 氧化锆承烧板(钙稳定) 1450

3 氧化锆复合承烧板 1500

4 氧化铝陶瓷承烧板 1600

5 重结晶碳化硅承烧板 1650

6 刚玉莫来石承烧板 1650

1,2,3种类型的高温电炉承烧板使用温度低于氧化锆陶瓷的烧成温度;因此不可考虑;

第4种为氧化铝陶瓷承烧板,其中采用99氧化铝陶瓷质为微晶刚玉;99氧化铝陶瓷生产的承烧板,从化学成分上看是可以满足氧化锆陶瓷的承烧条件,但因99氧化铝陶瓷膨胀系数达7.5以上,抗热震性能及低下,加上本身99氧化铝陶瓷原料成本又很高,因此采用99氧化铝陶瓷承烧板成本太大。从安全性来看由于氧化铝陶瓷的抗热震性较差,生产过程中的烧成温度比较低,不能将氧化铝完全形成刚玉相并且还有活性成分存在;所以在使用过程中经常会出现断裂变形的现象;因此选用99氧化铝陶瓷承烧板会出现相对的危险性和过大的使用成本。

第5种重结晶碳化硅承烧板生产时的烧成温度非常高绝大部分的晶相都已经被高温烧死变成了重结晶,这种结晶承受温度很高,变相温度也及高;重结晶碳化硅承烧板工作温度可达1650℃;抗热震性能佳是及佳的承烧板;但由于碳化硅承烧板的主要成分为SIC SIO2;其中重结晶碳化硅承烧板中的SIO2无法完全得到从组,因此还是有部分SIO2以结晶形式存在;由于SIO2活性比较高,SIO2在高温中遇到所有可以组合的物质就会立即发生组合反应或污染承烧产品;因此氧化锆陶瓷在选用重结晶碳化硅承烧板仍然会出现污染现象;

第6种刚玉莫来石承烧板晶体是纯微晶刚玉 莫来石刚玉的组合;刚玉的成分为:AL2O3;工作温度为:1800℃,莫来石的成分为:AL2O3 SIO2,工作温度为1750℃;莫来石的化学分子式=3AL2O3 2SIO2;由于电熔氧化铝刚玉颗粒和电熔莫来石的熔炼温度比较高,两种材料均是在2000℃左右的高温电熔而成的;因此一般的烧成温度无法将两种材料充分有效的结合在一起,因此需要加入适量的αΑL2O3来将两种颗粒进行烧结成型。优质刚玉莫来石承烧板中的SIO2是非游离状态存在的;已经与AL2O3组合成了莫来石晶体;莫来石的热膨胀系数及低(≈0.08),莫来石晶相变相温度更是在1800℃以上;刚玉莫来石承烧板在1650℃高温中使用是不会发生变相或软化现象的;因此采用适量的电熔莫来石和氧化铝刚玉生产出的承烧板抗热震性能好,高温电炉使用温度在1650℃以上;利用刚玉莫来石承烧板来进行氧化锆陶瓷的烧结是最佳首选的承烧板;优良的刚玉莫来石承烧板是不可以有玻璃相的存在;反之有玻璃相存在于刚玉莫来石承烧板中是不能用来烧结氧化锆陶瓷的,存在游离态硅承烧板是会出现污染反应现象的。